为什么神舟每次飞行都要带种子?背后是2000亿的市场,太空育种很厉害。
在神十二到来的时候,他一次又一次的记录着飞船的新高度,在浩瀚的太空中再一次展示了中国。神舟一号,开天辟地,揭开了中国飞船的序幕,标志着中国航天事业迈出了重要一步;神舟三号开始搭载“模拟人”,飞船技术状态与载人状态完全一致,为后续载人飞船做准备;神舟五号首次载人飞行标志着中国向太空迈出了第一步,宇航员杨利伟成为中国遨游太空的第一人。
神舟六号,首次实现多人飞行,两名航天员遨游太空;在神舟七号上,中国人首次走出太空舱,这标志着中国是继美国和俄罗斯之后第三个在太空舱外行走的国家,也代表着中国航天科技的重大突破;神舟九号首次搭载女航天员,标志着中国首次出现女将军上马遨游太空。
神舟XI号是中国第六艘载人飞船,它与天宫二号成功交会对接,这表明中国已经基本掌握了飞船的交接技术。
神舟系列创造了许多属于中国人的航天奇迹,每一艘飞船都承载着中国人的航天梦。当然,除了载人,飞船还在神舟12上放置了29.9克南京兰花种子。那么为什么宇宙飞船会携带种子呢?
这一期科普内容,我们来谈谈为什么要把种子带上太空,背后的需求是什么,市场是什么?
从神舟一号到神舟十二号,种子将被带到太空旅行。其实有个专业术语叫太空育种。
太空育种也叫太空诱变育种。
有科学家认为,太空育种主要需要通过强辐射、微重力和高真空等太空综合环境因素诱导植物种子的遗传变异。
亿万年来,地球上植物的各种形态、生理环境和进化状态,一直受到地球引力的严重影响。一旦它们进入失重状态,受到其他物理辐射的影响,将更容易产生在地面上难以获得的基因变异。
空间环境综合了空间辐射、微重力和高真空等因素,对植物种子的生理和遗传状况有着强烈的影响。然而,对于哪些因素产生了影响以及如何产生影响,目前尚无定论。
然而,在太空中漫游的植物种子被带回地面重新种植后,不仅种植的植物明显变高变粗,产量也比原来高出许多倍。
到目前为止,很多太空育种都取得了不错的成果,但是以现在的技术,根本没有办法控制种子变异的方向,种子能发展成什么样子只能听天由命了。
其实太空育种已经发展很久了。自20世纪70年代以来,科学家们已经使用宇宙飞船将各种作物种子带到外层空间。
21世纪初,威斯康星大学的太空实验室开始进行太空育种实验。他们的首选是浪漫玫瑰,希望能把玫瑰带上天空,获得玫瑰含油量更高的玫瑰品种,还能带来经济作物,大豆,以提高大豆产量。
俄罗斯把用作圣诞树的松树带到外太空,实验结果证明从外太空带回来的圣诞树变得非常高大。
可见,空间环境引起作物结构和染色体的变化,从而选育出综合品质更好、特征突出的作物新品种。
中国航天育种从1987开始。当时有23个省市的70多个单位参与太空育种,返回式卫星装载了70多种植物,进行了十多次育种实验。当然,收获也很丰富。
那么太空育种在中国发展到什么程度了呢?
在中国的太空育种实验中,程国公培育出于航1号水稻,比普通水稻生长周期更短,产量提高5%-10%。后期水稻华航1无论是产量还是生长周期都较好。华航1号水稻穗大粒多,结实率高。
此外,航天育种培育了许多小麦新品种,属于矮秆新品种,产量丰富,易早熟,比普通地球品种增产10%-15%;在青椒种植方面,太空育种更有前景。培育出来的新青椒不仅个头大,维生素C还能提高20%。
过去,中国的航天育种大多集中在水稻、小麦和蔬菜等农作物上。但渐渐的,现在中国的太空育种已经逐渐延伸到木材、园林植物、城市绿化景观和作为能源使用的油料植物。而且有些太空育种已经可以大面积种植了。这些试验田是福建、甘肃、广西。
后来,随着西部大开发战略的实施,国家林业局利用太空培育的树木防治西部地区荒漠化,极大地改善了西部地区脆弱的生态环境,有效地将沙土变成了绿洲。
2006年,我国长征二号火箭搭载8号种子卫星进入外太空,在固定轨道飞行15天后,卫星在四川遂宁着陆回收。
种子八号卫星是世界上第一颗培育农作物和发展农业科技的卫星,那么中国为什么要发射育种卫星呢?
这就不得不提中国的农业情况了。虽然中国幅员辽阔,自然资源丰富,但人口也不可低估。2020年以来,中国大豆严重依赖进口,累计进口1亿吨。
如果要实现6543.8+亿吨大豆收入,至少需要7亿亩农田,但是一年种4.5亿亩水稻。可见,我国的土地资源和粮食结构仍不能满足人口的日常粮食需求。
为此,我国专门发射了农业科技卫星八号种子卫星。这颗卫星全长51.44毫米,最大直径2200毫米,可以将棉花、粮食作物、水彩、瓜类、花卉等各种作物带到外太空进行诱变栽培。当然,除了植物,我们还带来了三种动物和16种微生物,我们也希望找出相关规律,成功进行育种和突变。
关于8号种子卫星,还安装了各种探测空间环境辐射的装置。它可以研究不同的空间环境对空间种子培育的影响,获得的数据还可以用于探索地面模拟的空间环境,并计算出什么样的空间环境对地面的影响最大。
经过相关科技人员的艰苦努力,我国航天育种已初见成效。它涉及谷物、蔬菜、各种树木和中草药,以及动物和微生物。这些种子是由八号种子卫星变异后带回地球栽培的,其中相当一部分成为了较好的作物,大大提高了我国农作物的产量。自从中国开始太空育种计划以来,中国创造的经济市场已经超过2000亿,前景非常看好。
但是,这个时候,有些朋友可能会迷茫。毕竟,在太空中培育出来的食物不是从陆地上生产出来的。是不是看起来很自然,会不会对人体造成什么伤害,或者味道不好?这个我们一个一个来回答。
关于空间突变诱发食品的安全性,已经有人提前为我们试毒了。
美国曾经对哥伦比亚号航天飞机上装载的西红柿做过化学实验,结果是无毒可食用。联合国国际粮农组织、国际卫生组织和国际原子能机构也联合认证,太空种子是安全的,培育的农产品不会对人体造成伤害。
地面上普通的西红柿、黄瓜、苹果,经过一趟外太空之旅,会“长大”增产。原理是什么,真的不会有害吗?
当然不是,如果从原理上解释,只是基因重新排序,而不是添加新的化学物质或“外星人”基因。植物的本性一点也没有改变。
比如马铃薯原来的基因排列是“1,2,3,4”。它被送到外太空漫游突变后,基因只变成了“1,3,4,2”。只是排列顺序变了,导致作物产量增加或者作物本身增加。如果把原来的“1,2,3,4”基因和其他从未见过的数字混在一起,可能就是安全性充满未知。
既然安全没有问题,太空食品会不会变得大到味道变差?
但根据实际栽培情况,很多太空种的口感变好了。比如上面提到的太空青椒中维生素C的含量比地球上的普通青椒高20%。太空黄瓜除了比普通的地球黄瓜大之外,吃起来更嫩更多汁,虽然皮有点厚。
另外,太空番茄含糖量比普通番茄高,大面积膨大可以当水果吃;除了味道宜人,太空萝卜还在太空中学会了一项绝活,让害虫不敢靠近。可见这真是萝卜界的一个金钟罩。
最后,太空西瓜很有特色,含糖量超高,吃起来香甜可口。那么之后的夏天就是:枯死的藤蔓,老树,幽幽的乌鸦,空调wifi太空西瓜。
人类的生存从陆地逐渐发展到海洋,最后跃入大气层探索外太空,并能够适应和利用外太空,这是人类文明史上的一次伟大飞跃。
然而,虽然太空环境中蕴含着各种资源和能量,但普通人对未知仍持保守态度。可见,我国航天育种的产业化推广仍需要我们的共同努力。
关于航天育种的产业化发展,中国航天科技提出两点建议:
此外,在中国按地区、按品种建立航天育种示范基地,也能让人们充分了解航天育种。示范基地还可以组织农民进行规模化生产,为农民提供种苗和技术服务,真正促进中国粮食产量的增长,填补中国2000亿的粮食市场。